情報処理学会研究報告 IPSJ SIG Technical Report ⓒ2020 Information Processing Society of Japan 1 三次元地図データを用いた地形判読の自動化に関する研究 ―扇状地・地すべり・斜面崩壊― 藏田有希 鶴田直之 廣重法道 †1 概要:土石流に代表される突発的な地形変動(地形の集団移動)は、長い歴史の中で繰り返し発生し、災害の原因と なり得る。本研究では、3次元地図データに画像処理技術を適用して地形の自動判読を行う手法のフレームワークを 提案し、その実現性を検討した。具体的には、DEM データを濃淡画像と見立てて LoG フィルタを適用し、地形を凸 領域と凹領域に分類した 2 値画像を得る。このとき、ガウスフィルタのスケール変化に伴う集団移動地形領域の形状 変化は、緩やかに浸食を受けた通常の地形のそれと違いがあることに着目した。これを基に、地形判読に効果的な形 状特徴量について考察した。 キーワード:地形判読、集団移動地形、スケールスペース、DEM データ、地域情報システム A Study on Automatic Interpretation of Terrain by using 3D map data -Debris Flow, Landslide, Rapid Landslide- YUKI KURATA NAOYUKI TURUTA NORIMICHI HIROSHIGE †1 Abstract: Terrain changes, called mass movements, occur repeatedly in history and can cause disasters. In this study, we proposed a framework for automatic interpretation of terrain by applying an image processing to 3D map data, and examined its feasibility. In our method, DEM data is regarded as a grayscale image, and a LoG filter is applied to obtain a binary image including convex regions and concave regions on the terrain. At this time, the shape change of the mass movement terrain due to the scale change of the Gaussian filter differs from that of the normal terrain. Based on this idea, we considered the effective shape features for terrain interpretation. Keywords: Terrain interpretation, mass movement terrain, Scale space, DEM data, Regional information systems 1. 研究の背景と目的 地形は、地殻変動によってできた起伏に対し、風雨によ る長年の浸食に加え、地震や豪雨による土砂崩れや地滑り、 崩落、または人工的な開発によって形成されたものである。 このうち、突発的な自然現象(土石流や地すべり、崩落、 落石)は地形の集団移動と呼ばれ、人の居住区で起こると 災害になる。この地形の集団移動は性質上一度起きた場所 で再び発生する傾向があることが、地質学的にも指摘され ているが、土地不足や知識、記録不足が原因で過去に地形 の集団移動が発生した場所に家を建て、再び発生した集団 移動に巻き込まれて災害が発生する。 災害が起こらないようにするためには、かつて地形の集 団移動が発生した地域を抽出し、記録していく必要がある。 この作業は地形判読と呼ばれるが、現状では地形の集団移 動の危険地域予測は専門家が地図を目視で行っている。 そこで本研究では、デジタル化された地形データをコン ピュータ処理して地形判読を自動化し、過去に集団移動が 発生した地域を特定する技術を確立することで、危険地域 を抽出できるようにすることを目的としている。 ――――――――――――――― 1. 福岡大学 Fukuoka University 本稿では、集団移動地形の分類ごとに形跡の特徴がある かを調べ、画像処理技術を応用した地形判読手法のフレー ムワークを提案し、その実現性を検討した。 2. 数値標高モデルデータについて 地理情報システム(GIS)は、地理的位置を手掛かりに、 地理空間情報を総合的に管理・加工して視覚的に表示し、 高度な分析や迅速な判断を可能にする技術である[1]。 GIS で表示される地図のデータを GIS データと呼ぶ。本 研究で用いる GIS データは、国土地理院が公開している基 盤地図情報である[2]。基盤地図情報は3種類のデータ(基 本項目、ジオイド・モデル、数値標高モデル)からなり、 全て ISO の国際標準に基づいて XML ベースで記述された GML 形式で統一的に記録されている。 上記の3種類のデータのうち、本研究で使用するのは、 数値標高モデル(DEM:Digital Elevation Model)データ は、5mメッシュと 10mメッシュの標高データがある。末 端の緯度経度情報(図 1)とメッシュごとの標高データの 羅列(図 2)で構成されている。図 3 は阿蘇山周辺の数値 標高モデルを国土地理院の基盤地図情報ビューアで表示し た結果である。
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A Study on Automatic Interpretation of Terrain by using 3D map data -Debris Flow, Landslide, Rapid Landslide-
YUKI KURATA NAOYUKI TURUTA NORIMICHI HIROSHIGE†1
Abstract: Terrain changes, called mass movements, occur repeatedly in history and can cause disasters. In this study, we proposed a framework for automatic interpretation of terrain by applying an image processing to 3D map data, and examined its feasibility. In our method, DEM data is regarded as a grayscale image, and a LoG filter is applied to obtain a binary image including convex regions and concave regions on the terrain. At this time, the shape change of the mass movement terrain due to the scale change of the Gaussian filter differs from that of the normal terrain. Based on this idea, we considered the effective shape features for terrain interpretation. Keywords: Terrain interpretation, mass movement terrain, Scale space, DEM data, Regional information systems